9 Geberit Mapress acier carbone
9.2
Planification
9.2.1
Compensation de la dilatation
Les conduites se dilatent différemment sous l'effet de la chaleur et selon les matériaux dont elles sont constituées. Lors de la planification d'installations Geberit Mapress, il convient de prendre en compte la dilatation thermique du tube métallique à des températures de la substance supérieures à la température ambiante (25 °C).
Lors de la pose, il convient de tenir compte de ce phénomène en:
• Aménageant de l'espace pour la dilatation
• Installant des compensateurs de dilatation
• Disposant des points fixes et des points coulissants
Les contraintes de cintrage et de torsion qui se sont produites pendant l'exploitation d'une conduite seront absorbées par la prise en considération de la compensation de la dilatation.
La compensation de la dilatation est influencée par:
• Le matériau
• Les données de la construction
• Les conditions d'exploitation
Les variations minimes de la longueur des conduites peuvent être absorbées par l'élasticité du système de conduite ou par l'isolation conformément au paragraphe suivant
"Compensation de la dilatation par isolation".
Pour les plus importants réseaux de conduite, il convient d'absorber les dilatations des tubes par des compensateurs de dilatation.
Les compensateurs de dilatation utilisés sont:
• Bras de dilatation
• Coudes en U
• Compensateurs
Compensation de la dilatation par isolation
L'épaisseur de l'isolation doit être d'au moins
1.5 fois plus élevée que la variation de la longueur. Pour les installations domestiques ayant des températures de l'eau allant jusqu'à
60 °C (ΔT = 50 K), il est nécessaire de tenir compte d'une variation de longueur Δl de
1.3 mm par mètre de longueur de la conduite droite. Ceci correspond à une épaisseur d'isolation de 2.0 mm par mètre de longueur de la conduite droite.
Règle empirique:
épaisseur de l'isolation = 1.5 x la variation de longueur
Fig. 229: La dilatation est absorbée par l'isolation
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361
9 Geberit Mapress acier carbone
Gestion de la variation de longueur avec un compensateur de dilatation
Les compensateurs utilisés sont:
• Bras flexible L
B
• Coude en U L
U
• Compensateurs
Les illustrations suivantes montrent la structure essentielle des bras flexibles et des coudes en U.
L1
L
B
1
L5
L4
GL
GL
GL
L3
F
L1
L
B
5
L
B
4
L
B
3
L
B
1
GL/F
GL/F
GL/F
GL/F
GL
F GL GL
GL
L2
GL
GL
GL
GL
L
B
2
L2
GL
L
B
2
GL
GL/F
F
Fig. 230: Compensation de la dilatation par bras flexible
0
L Longueur de la conduite
L
B
Longueur du bras flexible
F Point fixe
GL Point coulissant
Fig. 232: Point fixe à l'étage du milieu
0
L Longueur de la conduite
L
B
Longueur du bras flexible
F Point fixe
GL Point coulissant
GL
L1 L2
L
B
4
F GL GL GL GL GL GL F L
U
GL
GL/F
L
B
3
Fig. 231: Compensation de la dilatation par coude en U
L Longueur de la conduite
L
U
Longueur du bras flexible
F Point fixe
GL Point coulissant
0
Dans le cas de colonnes montantes sur plusieurs étages présentant donc plus de points fixes, la variation de longueur doit être absorbée entre les différents points fixes par des bras flexibles L
B
.
Le point coulissant horizontal est un point fixe
(GL/F) en ce qui concerne la dilatation verticale.
L4
L3
L2
GL
GL
L1
GL
L
B
2
L
B
1
GL/F
GL/F
GL/F
GL/F
GL
GL
GL
GL
Fig. 233: Point fixe à l'étage inférieur
0
L Longueur de la conduite
L
B
Longueur du bras flexible
F Point fixe
GL Point coulissant
GL
GL
362
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Tableau 187: Disposition des bras flexibles dans les gaines sanitaires
9 Geberit Mapress acier carbone
Sans isolation Sans isolation Avec isolation s = 1.5 ·Δl s = 1.3 mm/m
Les illustrations ci-après montrent l'intégration des compensateurs en tant que compensateurs de dilatation dans une installation.
F
F
GL
L2
GL
BS2
GL
GL
L max.
GL
K
GL
L max.
GL
K
BS1
GL
GL
L1
GL
F
Fig. 234: Compensation de la dilatation par compensateur axial dans une colonne montante
0
F Point fixe
GL Point coulissant
L Longueur de la conduite
K Compensateur
F
Fig. 235: Compensation de la dilatation par compensateur axial avec point fixe à l'étage inférieur
0
BS Bras flexible
F Point fixe
GL Point coulissant
L Longueur de la conduite
K: Compensateur
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363
9 Geberit Mapress acier carbone
Compensation de la dilatation par bras flexible
Détermination de la variation de longueur
La dilatation des conduites dépend entre autre du matériau. Lors de la détermination de la longueur du bras flexible, il est tenu compte des paramètres dépendant du matériau. Le tableau suivant énumère les paramètres pour le Geberit
Mapress.
Tableau 188: Paramètres dépendant du matériau pour la détermination de la longueur du bras flexible
Matériau de la conduite
Coefficient de dilatation thermique
α
[mm/(m · K)]
Constante du matériau
C U
Mapress acier carbone, No. du matériau 1.0034
0.012
55 31
Acier Cr-Ni
1.4301, No. du matériau 1.4301
0.016
58 33
La longueur du bras flexible est déterminée à l'aide des étapes suivantes:
• Détermination de la variation de longueur Δl
• Détermination de la longueur du bras flexible
L
B
ou L
U
Calcul de la variation de longueur Δl
La variation de longueur est déterminée à l'aide de la formule suivante:
∆I = L · α · ∆T
Δl Variation de longueur l [mm]
L Longueur de la conduite [m]
α Coefficient de dilatation thermique [mm/(m·K)]
(voir tableau 188, page 364)
ΔT Différence de température [K] (température de service - température ambiante lors du montage)
0
Exemple de calcul
Donné:
• Matériau: Geberit Mapress acier carbone
• L = 30 m
• α = 0.012 mm/(m·K)
• ΔT = 50 K
Recherché:
• Variation de longueur Δl
Solution:
∆I = L · α · ∆T m · mm · K m · K
= mm
ΔI = 30 ·0.012 · 50
Δl = 18 mm
364
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9 Geberit Mapress acier carbone
Détermination tabulaire de la variation de longueur ΔI
La variation de longueur ΔI peut être déterminée de manière simple à l'aide des tableaux ci-après:
Tableau 189: Variation de longueur Δl pour le Geberit Mapress acier carbone galvanisé (galvanisé à l'extérieur ainsi que galvanisé à l'intérieur et à l'extérieur)
Longueur de la conduite
L [m]
10 20 30
Différence de température ΔT [K]
40 50 60 70 80 90 100
0.5
Variation de longueur ΔL [mm]
0.06
0.12
0.18
0.24
0.30
0.36
0.42
0.48
0.54
0.60
1
2
3
4
0.12
0.24
0.36
0.48
0.24
0.48
0.72
0.96
0.36
0.72
1.08
1.44
0.48
0.96
1.44
1.92
0.60
1.20
1.80
2.40
0.72
1.44
2.16
2.88
0.84
1.68
2.52
3.36
0.96
1.92
2.88
3.84
1.08
2.16
3.24
4.32
1.20
2.40
3.60
4.80
5
6
7
8
0.60
0.72
0.84
0.96
1.20
1.44
1.68
1.92
1.80
2.16
2.52
2.88
2.40
2.88
3.36
3.84
3.00
3.60
4.20
4.80
3.60
4.32
5.04
5.76
4.20
5.04
5.88
6.72
4.80
5.76
6.72
7.68
5.40
6.48
7.56
8.64
6.00
7.20
8.40
9.60
9
10
20
30
40
50
100
1.08
1.20
2.40
3.60
4.80
2.16
2.40
4.80
3.24
3.60
7.20
4.32
4.80
5.40
6.00
6.48
7.20
7.56
8.40
8.64
9.60
9.72
10.80
10.80 12.00
9.60 12.00 14.40 16.80 19.20 21.60 24.00
7.20 10.80 14.40 18.00 21.60 25.20 28.80 32.40 36.00
9.60 14.40 19.20 24.00 28.80 33.60 38.40 43.20 48.00
6.00 12.00 18.00 24.00 30.00 36.00 42.00 48.00 54.00 60.00
12.00 24.00 36.00 48.00 60.00 72.00 84.00 96.00 108.00 120.00
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365
9 Geberit Mapress acier carbone
366
D62526 © 08.2013
∆I
∆I
9 Geberit Mapress acier carbone
Détermination de la longueur du bras flexible
L
B
et L
U
La détermination de la longueur du bras flexible dépend du type de bras flexible:
• Compensation de la dilatation par bras flexible pour dérivation: détermination de la longueur du bras flexible L
B
• Compensation de la dilatation par coude en U L
U
Détermination par voie de calcul de la longueur du bras flexible L
B
Lors de la compensation de la dilatation par bras de dilatation et pour les dérivations, la longueur du bras flexible à calculer L
B définir comme suit:
est à
F GL
∆I
0
La longueur du bras flexible L
B l'aide de la formule suivante:
est déterminée à
L
B
= C · d· ∆I
0
L
B
Longueur du bras flexible [mm]
C Constante du matériau [-]
(voir tableau 188, page 364) d Diamètre extérieur du tube [mm]
Δl Variation de longueur l [mm]
Exemple de calcul
Donné:
• Matériau: Geberit Mapress acier carbone
• C = 55
• d = ø 42 = 42 mm
• Δl = 18 mm
Recherché:
• Longueur du bras flexible L
B
Solution:
GL
LB L
B
= C · d · ∆I mm · mm = mm
L
B
= 55 · 42 · 18
L
B
= 1512 mm = 1.51 m
F
Fig. 236: Compensation de la dilatation par bras de dilatation
0
Δl Variation de longueur
L
B
Longueur du bras flexible
F Point fixe
GL Point coulissant
GL
L
B
F
GL
Fig. 237: Compensation de la dilatation pour une dérivation
Δl Variation de longueur
L
B
Longueur du bras flexible
F Point fixe
GL Point coulissant
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9 Geberit Mapress acier carbone
Détermination graphique de la longueur du bras flexible L
B
Les valeurs déterminées à l'aide des graphiques suivants sont basées sur le calcul général de la longueur du bras flexible L
B
.
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
25
20
15
10
5
45
40
35
30 d 18 d 28 d 15 d 22 d 35 d 42 d 54 d 76.1
d 88.9
d 108
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
L
B
[m]
Fig. 238: Détermination de la longueur du bras flexible L
B
pour le tube Geberit Mapress acier carbone
368
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9 Geberit Mapress acier carbone
Détermination par voie de calcul de la longueur du bras flexible L
U
(coude en U)
Pour le calcul de la longueur du bras flexible L
U il convient de définir ce qui suit:
,
La longueur du bras flexible L
U l'aide de la formule suivante:
est déterminée à
L
U
= U ∙ d ∙ ∆I
F GL
∆I
—
2
∆I
—
2
Lu
GL F
~ Lu
—
2
Fig. 239: Compensation de la dilatation avec coude en
U en tube coudé
0
Δl Variation de longueur
L
U
Longueur du bras flexible
F Point fixe
GL Point coulissant
L
U
Longueur du bras flexible [mm]
U Constante du matériau [-]
(voir tableau 188, page 364) d Diamètre extérieur du tube [mm]
Δl Variation de longueur l [mm]
0
Exemple de calcul
Donné:
• Matériau: Geberit Mapress acier carbone
• U = 31
• d = ø 42 = 42 mm
• Δl = 18 mm
Recherché:
• Longueur du bras flexible L
U
Solution:
∆I
—
2
30 d
∆I
—
2
L
U
= U ∙ d ∙ ∆I mm · mm = mm
L
U
= 31 ∙ 42 ∙ 18
L
U
= 852 mm = 0.85 m
F GL GL F
Lu
~ Lu
—
2
Fig. 240: Compensation de la dilatation avec coude en
U fabriqué à l'aide de raccords à presser
0
Δl Variation de longueur
L
U
Longueur du bras flexible
F Point fixe
GL Point coulissant
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369
9 Geberit Mapress acier carbone
Détermination graphique de la longueur du bras flexible L
U
Les valeurs déterminées à l'aide des graphiques suivants, sont basées sur le calcul général de la longueur du bras flexible L
U
.
d 18 d 28 d 15 d 22 d 35 d 42 d 54
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
25
20
15
10
5
45
40
35
30
0.5
1.0
1.5
2.0
Fig. 241: Détermination de la longueur du bras flexible L
U
(coude en U)
2.5
d 76.1
d 88.9
d 108
3.0
3.5
L
U
[m]
370
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9 Geberit Mapress acier carbone
Compensation de la dilatation avec compensateur
Le nombre de compensateurs N est déterminé
à l'aide de la formule suivante:
Si la place manque pour une compensation de la dilatation avec bras flexible ou coude en U, la variation de la longueur peut être absorbée par un compensateur. Geberit propose des compensateurs axiaux dotés de manchons à presser dans les dimensions ø 15 à ø 54.
GL GL
Fig. 242: Compensateur axial en Mapress acier inoxydable avec soufflet ouvert (No. Art. 23922 à
23928)
0
GL: Point coulissant
Détermination et conseils de planification
L'absorption maximale de la dilatation L
A
ne doit pas être dépassée. Si celle-ci ne peut pas être respectée, il convient de monter plusieurs compensateurs.
Le nombre de compensateurs est déterminé à l'aide des étapes suivantes:
• Détermination de la variation de longueur Δl
(voir page 365)
• Détermination du nombre de compensateurs N
Le paragraphe ci-après montre comment déterminer ce nombre à l'aide de valeurs indiquées à titre d'exemple pour Geberit
Mapress acier carbone.
∆I
L
A
N Nombre de compensateurs [p.]
Δl Variation de longueur l [mm]
L
A
Compensation de la longueur par le compensateur
[mm] (voir Tableau 191 à la page 372)
0
Exemple de calcul
Donné:
• Matériau: Geberit Mapress acier carbone
• d = 54 mm
• Δl = 21 mm
• L
A
pour d 54 mm = 14 mm
Recherché:
• Nombre de compensateurs N
Solution:
N =
∆I
L
A mm mm
N =
21
14
= 1,5
N = 2 compensateurs
Les compensateurs axiaux Geberit Mapress ne doivent être utilisés que pour absorber des dilatations axiales dans des tronçons de conduite droites.
Lors de la pose, il convient d'observer ce qui suit:
• Ne pas soumettre le compensateur axial à des sollicitations par torsion.
• Ne pas utiliser de suspensions flottantes entre les points fixes.
• Monter fermement les points fixes et coulissants avant l'essai de pression.
• Les points coulissants doivent être exécutés comme des paliers de guidage.
• Ne monter qu'un seul compensateur axial entre deux points fixes.
La pression d'essai maximale des compensateurs est de 20 bar.
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